Хроматография ускорила химические реакции

Исследователи из Великобритании выяснили, что с помощью методов высокоэффективной противоточной хроматографии можно существенно ускорить межфазные химические реакции, увеличить выход продукта и стереоселективность. Статья об открытии опубликована в Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies.

На то, как протекает химическая реакция, очень сильно влияет площадь контакта между веществами — находясь в одном растворе, частицы одного вещества равномерно распределены среди частиц другого. В двух несмешивающихся жидкостях частицам реагентов контактировать трудно. Преодолеть это помогают специальные катализаторы, которые позволяют веществам переходить из одной фазы в другую. С помощью некоторых из таких катализаторов можно получать оптические изомеры, то есть проводить химическую реакцию стереоселективно.

Однако одного катализатора недостаточно — необходимо обеспечивать постоянное обновление контактирующих поверхностей. Самый распространённый способ — перемешивать в колбе (периодическом реакторе) две несмешивающися жидкости и катализатора. Это просто, но часто занимает много времени.

Чтобы решить проблему, учёные из Великобритании применили подход, лежащий в основе высокоэффективной противоточной хроматографии (ВЭПТХ). Одна жидкость (неподвижная фаза) находится в трубе, намотанной на подвижный барабан. Барабан вращается вокруг своей оси и вокруг центральной планетарной. За счёт центробежной силы эта жидкость остаётся неподвижной. Другая жидкость (подвижная фаза) прокачивается по трубе, соприкасаясь с неподвижной фазой. Подобная конструкция позволяет значительно увеличить контакт между двумя фазами. До этого подход ВЭПТХ использовался, чтобы разделять и очищать вещества. Исследователи продемонстрировали, что с его помощью также можно более эффективно проводить химические реакции, протекающие на межфазных границах двух жидкостей.

Британские химики сравнили эффективность алкилирования трет-бутилового эфира N-(дифенилметилен)глицина в реакторах различного типа — периодическом, сегментированного потока и в реакторе ВЭПТХ. Эту реакцию используют, чтобы получать разные аминокислоты. Противоточный реактор позволил уменьшить время синтеза с нескольких часов до 10-16 минут и при этом сохранить хороший выход продукта и высокую стереоселективность.

Также авторы показали значительное увеличение выхода и стереоселективности практически значимых реакций переэтерификации спиртов и винилацетата в присутствии липазы и ряда других превращений. Учëные отмечают рост скорости химических реакций в несколько десятков раз при использовании реактора ВЭПТХ в сравнении с обычным периодическим.

Вывод: с помощью высокоэффективной противоточной хроматографии возможно оптимизировать лабораторные и промышленные процессы синтеза химсоединений.

Автор: Максим Мазурин
Редактор: Анастасия Воротникова

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: